用于方块磁性材料压铸成型的机器人工作站系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于方块磁性材料压铸成型的机器人工作站系统，包括机器人，机械手，送料装置，储料装置，清料装置，模腔清理装置，自动称量系统，压力机，电气控制系统。机器人分别与两套送料装置，储料装置，清料装置，模腔清理装置，自动称量系统，压力机配合协调作业，提高了机器人利用率，加快了生产节拍；电气控制系统分别于机器人、自动称量系统、压力机，用于实现整个工作站间的相互配合和协调作业。本系统能够自动实现对方块磁性材料压铸成型作业，降低生产成本，保证了产品的生产效率和质量。

【技术实现步骤摘要】
用于方块磁性材料压铸成型的机器人工作站系统
本专利技术涉及自动压铸
，特别是设计了一种用于方块磁性材料压铸成型的机器人工作站系统。
技术介绍
现有技术中，方块磁性材料压铸成型主要通过手工作业来完成，手工作业是由工人手工在模具中布料，压力机中压铸，然后手工取出方块，清理模具，把成型方块装袋，在这一系列操作过程中，手工操作不易保证磁粉在模具中布料均匀而影响磁块的产品质量。另外钕铁硼磁性材料是粉末状，易直接吸入人体中，虽然工人在操作时带有防护面罩，但是仍然不能完全避免吸入肺中。而且人工操作还存在以下不足：1.劳动强度大，人工成本高；2.布料不均匀，废品率高；3.作业环境差，对人体危害大。现有的装置中，包括用于称量磁粉的自动称量系统，以及用于将磁粉压铸成方块的压力机。自动称量系统包括上部料斗、自动称量机，控制箱和下部料斗。所述的上部料斗用于盛放磁粉；自动称量机由控制箱控制，准确称量出设定的磁粉重量；所述的下部料斗用于实现将称量好的磁粉向模具中铺料。将磁粉压铸成型是通过设在压力机模腔内的模具来实现的；将磁粉装入模具内，经过压力机施压，模具中的磁粉就被压铸成方块，此时压力机可以自动将压好的方块磁材升起，然后人工将磁块取出，进行烧结，就得到方块状的磁性产品。模腔的底部也可以打开，方便对模腔内部进行清理。
技术实现思路
本专利技术为解决目前目前磁性材料生产过程中劳动强度大人工成本高、铺料不均匀导致废品率高以及作业环境差对人体危害大的技术问题，提供一种用于方块磁性材料压铸成型的机器人工作站系统。本专利技术是采用以下技术方案实现的：一种用于方块磁性材料压铸成型的机器人工作站系统，包括机器人，与机器人配套的机器人控制柜、机械手，至少一套送料装置，至少一套储料装置，至少一套自动称量系统，至少一台内设模腔的压力机以及控制上述装置的电气控制系统；所述机械手包括机械手爪，手爪气缸，气缸安装板，法兰盘接手，刮板安装板，刮板、搅料棒安装板和搅料棒；所述的机器人执行末端法兰盘与法兰盘接手相连接；所述的气缸安装板、刮板安装板和搅料棒安装板均连接在法兰盘接手上且均垂直于机器人执行末端轴线；所述的气缸安装板的另一端固定一个手爪气缸；所述的机械手爪通过螺栓连接固定在手爪气缸的执行端上，由手爪气缸驱动，实现机械手爪的张开和闭合；所述的刮板通过螺栓竖直固定在刮板安装板的另一端，所述搅料棒竖直固定在搅料棒安装板的另一端下部；所述的送料装置，包括支撑架，工位转换机构，布料装置和脱模剂喷洒装置；所述的支撑架包括竖直设置的支架、连接在支架顶端的螺杆以及与螺杆相连接的板架；所述的工位转换机构，包括工位转换机构安装板，安装在工位转换机构安装板上的第一步进电机，齿条，两条上下平行且水平排列安装在工位转换机构安装板上的直线导轨，滑动设在直线导轨上的滑块；所述的工位转换机构安装板通过螺栓连接固定在板架上；所述的齿条通过滑块滑动支撑在两条直线导轨之间，齿条由第一步进电机通过齿轮啮合驱动，实现往复运动；所述的布料装置，包括布料装置安装板，电机板，第二步进电机，丝杠，设在丝杠上的活动螺母，料斗，与料斗出料口启闭配合的舱门和振动电机；所述的布料装置安装板固定在齿条前端；所述的电机板通过螺栓连接固定在布料装置安装板上；所述的第二步进电机和丝杠通过螺栓连接固定在电机板上；舱门固定在活动螺母上，由第二步进电机通过丝杠驱动实现往复运动；所述的振动电机通过螺栓连接固定在料斗一侧。所述脱模剂喷洒装置包括脱模喷头安装板和脱模剂喷头；脱模喷头安装板安装在布料装置安装板上且位于料斗的前方，脱模剂喷头安装在脱模喷头安装板上且喷口朝下；所述的储料装置位于自动称量系统上方，包括用于储存磁性粉料的上料斗，连接在上料斗下方的下料阀体、设在下料阀体内的叶片、驱动叶片的旋转缸以及连接在下料阀体下方的下料口；所述自动称量系统位于送料装置上方，自动称量系统的进料口位于下料口下方，自动称量系统的出料口位于料斗的上方。机械手用于抓取压铸方块并实现其在不同工位间的转换以及使用刮板刮平模具中的料粉；电气控制系统分别与机器人、机械手、送料装置、储料装置、自动称量系统、压力机通讯，用于实现整个工作站各个系统间的相互配合和协调作业；所述的压力机用于压铸铺好磁性材料的模具，使磁性材料压铸成方块；所述的送料装置用于实现将称量好的料粉运输至模具正上方，并进行均匀布料；并根据不同型号方块要求，实现不同的布料方式；所述的储料装置用于实现储存料粉和控制下料；所述的自动称量系统固定于送料装置正上方，用于自动称取一定量的磁粉，并实现把磁粉从称量机中顺利地下放到料斗中。所述的机械手爪通过螺栓连接固定在手爪气缸的执行端上，由手爪气缸驱动，实现手爪的张开和闭合，以便抓取和释放方块材料；搅料棒用于对铺好的料粉来回进行搅动，可以使料粉分布更为均匀，避免局部结块的产生；所述的刮板用于布料完毕后刮平模具内料粉，保证布料均匀平整。脱模剂喷洒装置用于布料前给模具内喷洒一定量脱模剂，使成型方块容易完整脱离模具，提高成品率。齿条由第一步进电机（含减速器）通过齿轮驱动，实现往复运动，实现放料和铺料的工位转换以及配合布料装置均匀布料。第二步进电机通过丝杠驱动活动螺母，起到启闭舱门的作用。所述的振动电机通过螺栓连接固定在料斗一侧，产生不平衡力，通过改变振动频率，与舱门开关大小共同调节下料速度和下料均匀度。所述的上料斗用于储存磁性粉料；所述的旋转缸驱动叶片，实现下料的开始和停止，控制料粉的下落量；所述的下料口用于引导料粉落至自动称量系统。自动称量系统将料粉称量好之后，将料粉投放至料斗内。料斗根据实际的压铸进度，在第一步进电机的驱动下，通过齿轮与齿条的动力传输，运行至压力机的模腔上方，通过启闭舱门，并配合振动电机，将料粉铺入位于压力机模腔中的模具内。压铸好的方块磁性材料通过机械手爪取走，放在提前准备好的收集装置内，由工人取走进行烧结。进一步的，所述送料装置、储料装置和自动称量系统均为两套，压力机为两台，压力机为两台；压力机放置在机器人的两侧，送料装置设在压力机远离机器人的一侧。两套送料装置、储料装置和自动称量系统，这样的配置可以使机器人在两个压力机之间换位工作，大大提高了生产效率。进一步的，还包括与压力机模腔相配合的模腔清理装置；所述的模腔清理装置包括下块和上块；下块和上块之间由下而上固定有多组清理组件。模腔清理装置被机械手爪抓取，放入压力机模腔内，对模腔内壁进行清理，将模腔内残余的料粉清理干净，可以有效提高后续压铸的质量。进一步的，还包括位于机器人前方且由电气控制系统控制的清料装置；所述的清料装置包括清料支架，清料机构，料粉回收袋和清料工位转换机构；清料工位转换机构包括动板，盒子，压板，底板和气缸；所述的动板在压板和底板形成的槽内，由气缸驱动往复滑动，实现工位变换；所述的料粉回收袋用于收集清理的磁性粉料。所述的清料装置用于实现压铸方块的清理和工位变换。进一步的，所述的机械手爪包括一对爪子、一对弹性块安装板、一对弹性块和一个可调节限位螺栓；所述的一对爪子固定在手爪气缸的执行端上；每个爪子内侧均通过螺栓固定有一个弹性块安装板；每个弹性块安装板上均固定一个弹性块；所述的可调节限位螺栓与一对爪子通过螺纹连接。弹性块能够减缓爪子的抓取力量，使方块磁材保持保持高质量。可调节限本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于方块磁性材料压铸成型的机器人工作站系统，包括机器人（1），与机器人（1）配套的机器人控制柜（10）、机械手（2），至少一套送料装置（3），至少一套储料装置（4），至少一套自动称量系统（7），至少一台内设模腔（13）的压力机（8）以及控制上述装置的电气控制系统（9）；其特征在于，所述机械手（2）包括机械手爪（21），手爪气缸（22），气缸安装板（23），法兰盘接手（24），刮板安装板（25），刮板（26）、搅料棒安装板（27）和搅料棒（28）；所述的机器人（1）执行末端法兰盘与法兰盘接手（24）相连接；所述的气缸安装板（23）、刮板安装板（25）和搅料棒安装板（27）均连接在法兰盘接手（24）上且均垂直于机器人（1）执行末端轴线；所述的气缸安装板（23）的另一端固定一个手爪气缸（22）；所述的机械手爪（21）通过螺栓连接固定在手爪气缸（22）的执行端上，由手爪气缸（22）驱动，实现机械手爪（21）的张开和闭合；所述的刮板（26）通过螺栓竖直固定在刮板安装板（25）的另一端，所述搅料棒（28）竖直固定在搅料棒安装板（27）的另一端下部；所述的送料装置（3），包括支撑架（31），工位转换机构（32），布料装置（33）和脱模剂喷洒装置（34）；所述的支撑架（31）包括竖直设置的支架（311）、连接在支架（311）顶端的螺杆（312）以及与螺杆（312）相连接的板架（313）；所述的工位转换机构（32），包括工位转换机构安装板（321），安装在工位转换机构安装板（321）上的第一步进电机（322），齿条（323），两条上下平行且水平排列安装在工位转换机构安装板（321）上的直线导轨（324），滑动设在直线导轨（324）上的滑块（325）；所述的工位转换机构安装板（321）通过螺栓连接固定在板架（313）上；所述的齿条（323）通过滑块（325）滑动支撑在两条直线导轨（324）之间，齿条（323）由第一步进电机（322）通过齿轮（326）啮合驱动，实现往复运动；所述的布料装置（33），包括布料装置安装板（331），电机板（332），第二步进电机（333），丝杠（334），设在丝杠（334）上的活动螺母（335），料斗（336），与料斗（336）出料口启闭配合的舱门（337）和振动电机（338）；所述的布料装置安装板（331）固定在齿条（323）前端；所述的电机板（332）通过螺栓连接固定在布料装置安装板（331）上；所述的第二步进电机（333）和丝杠（334）通过螺栓连接固定在电机板（332）上；舱门（337）固定在活动螺母（335）上，由第二步进电机（333）通过丝杠（334）驱动实现往复运动；所述的振动电机（338）通过螺栓连接固定在料斗（336）一侧；所述脱模剂喷洒装置（34）包括脱模喷头安装板（341）和脱模剂喷头（342）；脱模喷头安装板（341）安装在布料装置安装板（331）上且位于料斗（336）的前方，脱模剂喷头（342）安装在脱模喷头安装板（341）上且喷口朝下；所述的储料装置（4）位于自动称量系统（7）上方，包括用于储存磁性粉料的上料斗（41），连接在上料斗（41）下方的下料阀体（42）、设在下料阀体（42）内的叶片（43）、驱动叶片（43）的旋转缸（44）以及连接在下料阀体（42）下方的下料口（45）；所述自动称量系统（7）位于送料装置（3）上方，自动称量系统（7）的进料口位于下料口（45）下方，自动称量系统（7）的出料口位于料斗（336）的上方。...

【技术特征摘要】
1.一种用于方块磁性材料压铸成型的机器人工作站系统，包括机器人（1），与机器人（1）配套的机器人控制柜（10）、机械手（2），至少一套送料装置（3），至少一套储料装置（4），至少一套自动称量系统（7），至少一台内设模腔（13）的压力机（8）以及控制上述装置的电气控制系统（9）；其特征在于，所述机械手（2）包括机械手爪（21），手爪气缸（22），气缸安装板（23），法兰盘接手（24），刮板安装板（25），刮板（26）、搅料棒安装板（27）和搅料棒（28）；所述的机器人（1）执行末端法兰盘与法兰盘接手（24）相连接；所述的气缸安装板（23）、刮板安装板（25）和搅料棒安装板（27）均连接在法兰盘接手（24）上且均垂直于机器人（1）执行末端轴线；所述的气缸安装板（23）的另一端固定一个手爪气缸（22）；所述的机械手爪（21）通过螺栓连接固定在手爪气缸（22）的执行端上，由手爪气缸（22）驱动，实现机械手爪（21）的张开和闭合；所述的刮板（26）通过螺栓竖直固定在刮板安装板（25）的另一端，所述搅料棒（28）竖直固定在搅料棒安装板（27）的另一端下部；所述的送料装置（3），包括支撑架（31），工位转换机构（32），布料装置（33）和脱模剂喷洒装置（34）；所述的支撑架（31）包括竖直设置的支架（311）、连接在支架（311）顶端的螺杆（312）以及与螺杆（312）相连接的板架（313）；所述的工位转换机构（32），包括工位转换机构安装板（321），安装在工位转换机构安装板（321）上的第一步进电机（322），齿条（323），两条上下平行且水平排列安装在工位转换机构安装板（321）上的直线导轨（324），滑动设在直线导轨（324）上的滑块（325）；所述的工位转换机构安装板（321）通过螺栓连接固定在板架（313）上；所述的齿条（323）通过滑块（325）滑动支撑在两条直线导轨（324）之间，齿条（323）由第一步进电机（322）通过齿轮（326）啮合驱动，实现往复运动；所述的布料装置（33），包括布料装置安装板（331），电机板（332），第二步进电机（333），丝杠（334），设在丝杠（334）上的活动螺母（335），料斗（336），与料斗（336）出料口启闭配合的舱门（337）和振动电机（338）；所述的布料装置安装板（331）固定在齿条（323）前端；所述的电机板（332）通过螺栓连接固定在布料装置安装板（331）上；所述的第二步进电机（333）和丝杠（334）通过螺栓连接固定在电机板（332）上；舱门（337）固定在活动螺母（335）上，由第二步进电机（333）通过丝杠（334）驱动实现往复运动；所述的振动电机（338）通过螺栓连接固定在料斗（336）一侧；所述脱模剂喷洒装置（34）包括脱模喷头安装板（341）和脱模剂喷头（342）；脱模喷头安装板（341）安装在布料装置安装板（331）上且位于料斗（336）的前方，脱模剂喷头（342）安装在脱模喷头安装板（341）上且喷口朝下；所述的储料装置（4）位于自动称量系统（7）上方，包括用于储存磁性粉料的上料斗（41），连接在上料斗（41）下方的下料阀体（42）、设在下料阀体（42）内的叶片（43）、驱动叶片（43）的旋转缸（44）以及连接在下料阀体（42）下方的下料口（45）；所述自动称量系统（7）位于送料装置（3）上方，自动称量系统（7）的进料口位于下料口（45）下方，自动称量系统（7）的出料口位于料斗（336）的上方。...

【专利技术属性】
技术研发人员：郗安民，李耀林，
申请(专利权)人：山西中泰源工业自动化设备有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14